JPH0215840B2 - - Google Patents

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JPH0215840B2
JPH0215840B2 JP59223125A JP22312584A JPH0215840B2 JP H0215840 B2 JPH0215840 B2 JP H0215840B2 JP 59223125 A JP59223125 A JP 59223125A JP 22312584 A JP22312584 A JP 22312584A JP H0215840 B2 JPH0215840 B2 JP H0215840B2
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JP
Japan
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fuel
fuel rods
nozzle
plug
fuel assembly
Prior art date
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JP59223125A
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Japanese (ja)
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JPS60111989A (en
Inventor
Kenesu Jaatsuen Robaato
Furanshisu Uiruson Jon
Furantsu Ueirando Junia Uorutaa
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CBS Corp
Original Assignee
Westinghouse Electric Corp
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Publication date
Application filed by Westinghouse Electric Corp filed Critical Westinghouse Electric Corp
Publication of JPS60111989A publication Critical patent/JPS60111989A/en
Publication of JPH0215840B2 publication Critical patent/JPH0215840B2/ja
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    • GPHYSICS
    • G21NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21CNUCLEAR REACTORS
    • G21C3/00Reactor fuel elements and their assemblies; Selection of substances for use as reactor fuel elements
    • G21C3/30Assemblies of a number of fuel elements in the form of a rigid unit
    • G21C3/32Bundles of parallel pin-, rod-, or tube-shaped fuel elements
    • G21C3/334Assembling, maintenance or repair of the bundles
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30Nuclear fission reactors

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)
  • Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)
  • Liquid Carbonaceous Fuels (AREA)
  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は一般に、原子炉用燃料集合体に関し、
より詳細には、燃料集合体を分解することなく燃
料棒のうちの選択されたものを遠隔取外し可能と
した燃料集合体に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention generally relates to a fuel assembly for a nuclear reactor;
More particularly, the present invention relates to a fuel assembly that allows for remote removal of selected fuel rods without disassembling the fuel assembly.

多くの原子炉において、炉心部分は、骨格構造
内に群分けされてそれにより支持された多数の細
長い燃料要素又は燃料棒(燃料集合体と呼ばれ
る)を備えている。燃料集合体は一般に縦長であ
り、横方向に延びる上下の炉心支持板により支持
されて整列される。最も一般的な構造において
は、炉心支持槽の軸心が垂直に延び、また、多数
の燃料集合体も同様に垂直に配置され下部炉心支
持板上に乗つている。従来の構成による燃料集合
体は、複数の燃料棒及び制御棒案内シンブル又は
案内筒を有し、これらの燃料棒及び制御棒案内シ
ンブルは、制御棒案内シンブルに固着されて燃料
集合体に沿い隔置された格子により、組識化され
た列となるように保持されている。燃料集合体の
両対向端である上部及び下部ノズルは、一体的な
燃料集合体を形成するように制御棒案内シンブル
に固着されている。上部及び下部のノズルは、燃
料棒の両端の少し上方及び少し下方にそれぞれ延
長し、燃料棒をその間に保持している。
In many nuclear reactors, the core section includes a number of elongated fuel elements or rods (called fuel assemblies) grouped within and supported by a skeletal structure. The fuel assemblies are generally vertically elongated and are supported and aligned by upper and lower core support plates that extend laterally. In the most common structure, the axis of the core support tank extends vertically, and a number of fuel assemblies are also vertically arranged and rest on a lower core support plate. A conventionally configured fuel assembly has a plurality of fuel rod and control rod guide thimbles or guide tubes that are secured to the control rod guide thimbles and spaced apart along the fuel assembly. A lattice is placed to hold them in organized rows. Opposite ends of the fuel assembly, upper and lower nozzles, are secured to a control rod guide thimble to form an integral fuel assembly. The upper and lower nozzles extend slightly above and below the ends of the fuel rod, respectively, and hold the fuel rod therebetween.

新しい原子炉又はプロトタイプの原子炉を始動
させる際に、或る所定の運転期間の後に燃料集合
体のうち選択されたものを定期的に点検し検査す
ることは普通の慣行である。損傷した燃料棒を点
検したり、燃料集合体の摩耗及び燃料棒自身の劣
化をチエツクする以外にも、核分裂物質のより高
度の富化が望まれる場合には、いくつかの燃料棒
を他の種類の燃料棒と交換することになる。
When starting up a new or prototype nuclear reactor, it is common practice to periodically inspect and inspect selected fuel assemblies after a certain period of operation. In addition to inspecting damaged fuel rods, checking for wear on fuel assemblies and deterioration of the fuel rods themselves, some fuel rods may be removed from others if a higher enrichment of fissile material is desired. It will be replaced with a different type of fuel rod.

通常は、原子炉の運転中、炉心領域内の燃料集
合体は、水又は他の適当な冷却材中に、約10mの
深さに浸漬され、各燃料集合体は、組識化された
列を構成する隣接する燃料集合体間にきつちりと
嵌合している。従つて、上述のような検査及び点
検等の作業を行うためには、選択された燃料集合
体は、その作動位置から一般にもち上げられ、原
子炉から完全に取出されるか、又は、適当な作業
部所にもち来たされ、そこで必要な点検又は検査
が行なわれる。この間、燃料集合体は、約2mの
深さまで冷却水中に浸漬している。しかし、燃料
棒のうちの或るものが損傷していることが判明
し、又は異なつた組成の燃料棒との交換又は代替
が所望される場合、従来は、その燃料集合体全部
を廃棄し、新しい燃料集合体をその代りに取付け
ていた。
Typically, during operation of a nuclear reactor, the fuel assemblies in the core region are immersed in water or other suitable coolant to a depth of approximately 10 meters, with each fuel assembly being separated into organized rows. There is a tight fit between adjacent fuel assemblies that make up the fuel assembly. Therefore, in order to carry out inspection and inspection operations such as those described above, the selected fuel assembly is generally lifted from its working position and either completely removed from the reactor or moved to a suitable location. The product is brought to the work area, where necessary inspections or inspections are performed. During this time, the fuel assembly is immersed in the cooling water to a depth of about 2 m. However, if one of the fuel rods is found to be damaged or replacement or substitution with a fuel rod of a different composition is desired, conventionally the entire fuel assembly is scrapped and A new fuel assembly was installed in its place.

即ち、原子炉内にある燃料集合体の一部の燃料
棒の状態を代表的に知れば、同燃料集合体の全燃
料棒の状態を予測できるので、予測に基づいて同
燃料集合体を原子炉から取り出すか否かの決定を
すればよいが、従来の燃料集合体では、原子炉内
の燃料棒の一部をその状態のチエツクのため取り
出し可能には構成されていなかつたので、上述し
たように燃料集合体を原子炉から取り出し、必要
なチエツクが行なわれていた。
In other words, if we know representatively the state of some fuel rods in a fuel assembly in a nuclear reactor, we can predict the state of all the fuel rods in that fuel assembly. The decision can be made as to whether or not to remove the fuel rods from the reactor, but conventional fuel assemblies were not configured to allow removal of some of the fuel rods in the reactor to check their condition. The fuel assembly was removed from the reactor and the necessary checks were performed.

従つて、本発明の目的は、燃料集合体の交換に
関係した高いコストに鑑み、燃料集合体を分解し
たり別の場所に取り出したりすることなく、その
ままの場所即ち原子炉内での点検もしくはチエツ
クのために、限られた数の燃料棒を遠隔操作によ
り取り出し交換できるようにした、新しい原子炉
又はプロトタイプの原子炉の始動時において使用
可能な改良型燃料集合体を提供することである。
Therefore, in view of the high costs associated with the replacement of fuel assemblies, it is an object of the present invention to allow inspection or maintenance of the fuel assemblies in situ, i.e. within the reactor, without disassembling the fuel assemblies or removing them to another location. It is an object of the present invention to provide an improved fuel assembly that can be used during start-up of a new or prototype nuclear reactor in which a limited number of fuel rods can be removed and replaced remotely for checking purposes.

この目的から、本発明は、上部ノズルと、下部
ノズルと、前記下部ノズルから上方に延びる少な
くとも1個の制御棒案内シンブルと、該制御棒案
内シンブルに沿つて隔置された複数の横向きの格
子と、互いに平行に隔置された関係で該格子によ
つて支持され、前記下部ノズル及び前記上部ノズ
ルの間に軸方向に拘束されている、長い複数の燃
料棒の組織化された列とを有し、前記上部ノズル
は、前記燃料棒の上端より上方のレベルで前記制
御棒案内シンブルの上端部に支持されて横向きに
延びるアダプタ板を備え、該アダプタ板は、複数
の冷却材流通開口を画定するよう交差状に互いに
入り組むと共に、前記組織化された列の燃料棒の
大多数に関して重なり合う関係で配設された複数
の結合部分の一体構造物と、前記アダプタ板の領
域内において同アダプタ板に組み込まれて、前記
組織化された列の燃料棒の残りのものの上方に配
設された少なくとも1つのプラグ手段とを備え、
該プラグ手段は、前記結合部分のうち相互に隣接
するものの間に配置されて該隣接するものに取着
されると共に、前記プラグ手段の直下にある少な
くとも1つの燃料棒に接近して同燃料棒の取り外
しを可能にするのに十分な直径の軸方向の貫通孔
を有する保持部分と、前記貫通孔内に装着され取
り外し自在に保持されると共に、燃料棒の通過を
防止する横断面寸法を有して軸方向に貫通状態で
延びる少なくとも1つの冷却材通路を有するプラ
グ部分とからなる、原子炉燃料集合体を提供する
ものである。
To this end, the present invention includes an upper nozzle, a lower nozzle, at least one control rod guide thimble extending upwardly from the lower nozzle, and a plurality of transverse gratings spaced apart along the control rod guide thimble. and an organized row of elongated fuel rods supported by the lattice in parallel spaced relation to each other and axially constrained between the lower nozzle and the upper nozzle. and the upper nozzle includes a laterally extending adapter plate supported on the upper end of the control rod guide thimble at a level above the upper ends of the fuel rods, the adapter plate having a plurality of coolant flow openings therein. a monolithic construction of a plurality of coupling portions interdigitated with each other in an intersecting manner to define and arranged in overlapping relationship with respect to a majority of the fuel rods of the organized row; and within the area of the adapter plate; at least one plug means incorporated into the plate and disposed above the remainder of the organized row of fuel rods;
The plug means is disposed between and attached to adjacent ones of the coupling portions, and is adjacent to and connected to at least one fuel rod immediately below the plug means. a retaining portion having an axial throughbore of sufficient diameter to permit removal of the fuel rod; and a retaining portion having a cross-sectional dimension that is seated and removably retained within the throughbore and prevents passage of the fuel rod. and a plug portion having at least one coolant passage extending axially therethrough.

好ましい実施例によれば、プラグ手段即ち接近
プラグの円筒状のプラグ部分が雄ねじを有し、保
持部分の軸孔(貫通孔)が雌ねじを有することに
より、プラグ部分をねじ結合によりプラグ部分に
固定できるようにする。接近プラグが散漫に振動
しないように、立上り舌片の形状のロツク手段が
プラグ部分に設けられ、これらの舌片が、軸孔の
近傍の保持部分の上面の凹みの上方に曲げられて
これと係合されるようにする。冷却材を貫流させ
るためにプラグ部分に貫通軸孔が形成してあり、
この軸孔の大きさは、1本の燃料棒が上方にプラ
グ部分内に入りこむように移動することを妨げる
ように定められている。
According to a preferred embodiment, the plug means, ie the cylindrical plug part of the access plug, has a male thread and the axial hole (through hole) of the holding part has a female thread, so that the plug part is fixed to the plug part by a threaded connection. It can be so. In order to prevent the access plug from oscillating diffusely, locking means in the form of rising tongues are provided on the plug part, these tongues being bent above the recesses in the upper surface of the retaining part in the vicinity of the axial bore. to be engaged. A through shaft hole is formed in the plug part to allow coolant to flow through it.
The shaft hole is sized to prevent movement of a single fuel rod upwardly into the plug section.

更に、好ましい実施例における上部ノズルは、
アダプタ板の上方に軸方向に隔置された押さえ板
を備えている。押さえ板は、少なくとも1つの冷
却材の流通開口を備えており、流通開口がプラグ
部分の上方に位置されることにより、プラグ部分
を保持部分から取出した時に1本の燃料棒を燃料
集合体の外部に上向きに取出せるように、案内シ
ンブルの上端部に取付けられている。押さえ板の
この冷却材流通開口は、プラグ部分の冷却材流通
開口よりも大きな断面積を有することが望まし
い。
Furthermore, the upper nozzle in a preferred embodiment is
A retainer plate is provided axially spaced above the adapter plate. The hold-down plate has at least one coolant flow opening, and the flow opening is positioned above the plug portion to allow one fuel rod to pass through the fuel assembly when the plug portion is removed from the holding portion. It is attached to the upper end of the guide thimble so that it can be taken out upwards to the outside. This coolant flow opening in the holding plate preferably has a larger cross-sectional area than the coolant flow opening in the plug portion.

次に、本発明の好ましい実施例を単なる一例と
して添付図面を参照して以下に説明する。
Preferred embodiments of the invention will now be described, by way of example only, with reference to the accompanying drawings, in which: FIG.

図において、同一の数字は、同一又は対応した
部分を表わしている。また、「前方」、「後方」、
「左側」、「右側」、「上方」、「下方」などの用語は

単に便宜的に用いられており、限定的に解釈する
べきではない。
In the figures, the same numbers represent the same or corresponding parts. Also, "forward", "backward",
Terms such as "left side", "right side", "upper", "lower", etc.
It is used merely for convenience and should not be construed as limiting.

図面特に第1図において、そこに図示された燃
料集合体10は、原子炉(図示しない)の炉心領
域にある下部炉心板上に該燃料集合体10を支持
するための下端構造物即ち下部ノズル12と、下
部ノズル12から上方に突出した燃料集合体内を
長手方向に延びる複数の制御棒案内筒即ち案内シ
ンブル14と、案内シンブル14に沿つて軸方向
に隔だてられた複数の横向きの格子16と、横方
向に互いに隔だてられ格子16により支持された
長い燃料棒18(第1図に1つのみ示す)の組識
的な列とを備えている。この実施例によれば、長
い燃料棒18の下端部は、軸方向に保持されて下
部ノズル12の上方に隔だてられたように図示さ
れているが、下部ノズル12の上面に載置される
ように支持されていてもよい。計装筒20は、燃
料集合体10の中心部に配置されている。全体が
符号22によつて示された上端構造物ないしは上
部ノズル22は、案内シンブル14の上端に固着
され、その構成部分を損傷させることなく普通の
仕方で取扱い可能な一体的な燃料集合体を形成し
ている。
In the drawings, particularly in FIG. 1, the fuel assembly 10 illustrated therein includes a lower end structure or lower nozzle for supporting the fuel assembly 10 on a lower core plate in the core region of a nuclear reactor (not shown). 12, a plurality of control rod guide tubes or guide thimbles 14 extending longitudinally within the fuel assembly projecting upwardly from the lower nozzle 12, and a plurality of lateral grids spaced axially along the guide thimbles 14. 16 and systematic rows of elongated fuel rods 18 (only one shown in FIG. 1) laterally spaced from one another and supported by a lattice 16. According to this embodiment, the lower ends of the long fuel rods 18, although shown axially held and spaced above the lower nozzle 12, rest on the upper surface of the lower nozzle 12. It may be supported so that The instrumentation tube 20 is arranged at the center of the fuel assembly 10. A top structure or top nozzle 22, designated generally by the numeral 22, is secured to the top end of the guide thimble 14 and forms an integral fuel assembly that can be handled in the normal manner without damaging its components. is forming.

横向きの格子16は、燃料集合体10を形成す
る際、軸方向に隔だてられた所定の場所で、長手
方向に延びる案内シンブル14に固着してあり、
燃料棒18は格子16を通つて下方から挿入さ
れ、その後に下部ノズル12が、例えば機械ねじ
24によつて案内シンブル14の下端部の適宜固
着され、最後に上部ノズル22が、案内シンブル
14の上端部に固着される。核分裂の過程を制御
する制御棒(図示しない)は、燃料集合体10の
制御棒案内シンブル14内において往復運動を行
なうことができる。
The transverse grate 16 is secured to the longitudinally extending guide thimble 14 at axially spaced predetermined locations during the formation of the fuel assembly 10;
The fuel rods 18 are inserted from below through the grid 16, after which the lower nozzle 12 is suitably secured to the lower end of the guide thimble 14, for example by a machine screw 24, and finally the upper nozzle 22 is inserted into the guide thimble 14. It is fixed to the upper end. Control rods (not shown) that control the nuclear fission process can reciprocate within the control rod guide thimble 14 of the fuel assembly 10.

図示した燃料集合体10は、燃料棒列内に計画
的に配置された16本の制御棒案内シンブル14と
共に方形列(19×19)の燃料棒18を有するもの
として示されている。更に下部ノズル12も上部
ノズル22も、大体方形断面を備えており、各制
御棒案内シンブル14は、別々に、案内シンブル
延長部分を有し、この延長部分は、関連した案内
シンブル14の上端部に連結され、その普通の延
長部分を形成するようになつている。以下にシン
ブル延長部分26と単に称される各案内シンブル
延長部分は、対応する案内シンブル14と同軸的
で、これとほぼ同じ大きさの直径を有し、膨出嵌
合のような適当な方法で案内シンブル14の上端
に好ましくは連結されている。しかし、本発明は
特定のノズル形状、燃料棒及び案内シンブルの数
又は形状、或いはシンブル延長部分の数及び形状
に限定されるものではない。
The illustrated fuel assembly 10 is shown as having square rows (19×19) of fuel rods 18 with sixteen control rod guide thimbles 14 strategically placed within the rows of fuel rods. Further, both the lower nozzle 12 and the upper nozzle 22 have a generally rectangular cross-section, and each control rod guide thimble 14 has a separate guide thimble extension that extends from the upper end of the associated guide thimble 14. and is adapted to form a normal extension thereof. Each guide thimble extension, hereinafter simply referred to as a thimble extension 26, is coaxial with and has a diameter of approximately the same size as the corresponding guide thimble 14, and is connected by any suitable method such as a bulge fit. is preferably connected to the upper end of the guide thimble 14. However, the invention is not limited to any particular nozzle shape, number or shape of fuel rods and guide thimble, or number and shape of thimble extensions.

好ましい実施例によれば、上部ノズル22は、
押さえ装置を含むサブアセンブリーとして図示さ
れており、該押さえ装置は燃料集合体10を、上
部炉心整列支持板に上面が直接接触するように、
炉心領域に配置でき、冷却材が上向きに流れてい
る間の燃料集合体の液体による持ち上がりを防止
する押さえ力が得られると共に、炉心内において
誘起される熱膨張その他による燃料集合体の長さ
の変化を許容する。
According to a preferred embodiment, the upper nozzle 22 includes:
Illustrated as a subassembly including a hold-down device, the hold-down device holds the fuel assembly 10 in direct contact with the top surface of the upper core alignment support plate.
It can be placed in the core region to provide a holding force that prevents the fuel assembly from being lifted up by liquid while the coolant is flowing upward, and to reduce the length of the fuel assembly due to thermal expansion or other factors induced in the core. Allow for change.

第1図から分かるように、上部ノズル22のサ
ブアセンブリーは、各シンブル延長部分26の上
端部の回りに配設されたコイルばね28を備えて
おり、コイルばね28は、下部アダプタ板30と
上部押さえ板32との間に配置されている。下部
アダプタ板30は、通し孔34によりシンブル延
長部分26上に摺動自在に取付けてあり、シンブ
ル延長部分26に沿つたアダプタ板30の下向き
運動は、保持部材36によつて制限される。保持
部材36は、燃料棒18の上端の上方に軸方向に
隔たつた個所において、各シンブル延長部分26
上に1つずつ取付けられている。アダプタ板30
は、冷却材の複数の冷却材流通開口40を画定す
る交差状に互いに入組んんだ形の一体的な細長い
帯状結合部分38(第2,3図参照)を有し、結
合部分38の一部が燃料棒18の上端の上方にあ
るように、シンブル延長部分26上に位置され配
向されている。アダプタ板30をシンブル延長部
分26の上方に位置させる場合、流通開口40を
通つて燃料棒18が上方に移動できないように
し、従つて、燃料棒18が上部ノズル22と下部
ノズル12との間に軸方向に拘束ないしは保留さ
れる。
As can be seen in FIG. 1, the upper nozzle 22 subassembly includes a coil spring 28 disposed about the upper end of each thimble extension 26, and the coil spring 28 is coupled to the lower adapter plate 30. It is arranged between the upper pressing plate 32 and the upper pressing plate 32 . The lower adapter plate 30 is slidably mounted on the thimble extension 26 by a through hole 34 and downward movement of the adapter plate 30 along the thimble extension 26 is limited by a retaining member 36. A retaining member 36 is attached to each thimble extension 26 at an axially spaced location above the upper end of the fuel rod 18.
One is attached to the top. adapter plate 30
has an integral elongate strip-shaped connecting portion 38 (see FIGS. 2 and 3) interlaced with each other in a cross-shaped manner defining a plurality of coolant flow openings 40 for the coolant, and one portion of the connecting portion 38 is located and oriented on the thimble extension 26 such that the fuel rod 18 is above the upper end of the fuel rod 18 . When the adapter plate 30 is positioned above the thimble extension 26 , it prevents upward movement of the fuel rods 18 through the flow opening 40 and thus prevents the fuel rods 18 from moving between the upper nozzle 22 and the lower nozzle 12 . axially restrained or restrained.

上部押さえ板32は、シンブル延長部分26上
に、それぞれの通路43(第1図)によつて摺動
自在に装着されており、各通路42は内部に棚状
部分44を形成している。押さえ板32は、その
所定場所に配設された多数の比較的大きな冷却材
流通開口46(第2図)及びいくつかの比較的小
さな冷却材流通開口48も備えている。各保持部
材36(第1図)の軸方向上方に隔だてられた別
の保持部材50は、各々のシンブル延長部分26
上に取付けてあり、それぞれの通路42内に配置
されている。保持部材50は、内側棚状部分44
と共働して、シンブル延長部分26に沿つた押さ
え板32の上向きの運動を制限する。燃料集合体
10の上部領域において冷却材の上向きの流れを
案内する囲いを形成するために、下部アダプタ板
30の周囲縁部に、立上り側部壁52が形成され
ている。なお、これから説明する燃料棒取外し手
段は、その使用に際し、以上に説明し図面に示し
た上部ノズルのサブアセンブリーに限定されるも
のではない。
The upper hold-down plate 32 is slidably mounted on the thimble extension 26 by respective passageways 43 (FIG. 1), each passageway 42 defining a shelf 44 therein. The hold-down plate 32 also has a number of relatively large coolant flow apertures 46 (FIG. 2) and a number of relatively small coolant flow apertures 48 disposed at predetermined locations thereof. A separate retaining member 50 spaced axially above each retaining member 36 (FIG. 1) includes a retaining member 50 for each thimble extension 26.
and are located within the respective passages 42. The holding member 50 has an inner shelf portion 44
cooperates to limit upward movement of the hold-down plate 32 along the thimble extension 26. A raised side wall 52 is formed at the peripheral edge of the lower adapter plate 30 to form an enclosure guiding the upward flow of coolant in the upper region of the fuel assembly 10 . It should be noted that the fuel rod removal means to be described is not limited in its use to the upper nozzle subassembly described above and shown in the drawings.

本発明によれば、燃料集合体10は、(例えば
燃料集合体10から上部ノズル22を取外すこと
により)燃料集合体10を分解することなく、原
子炉(図示しない)の炉心領域内にあるままの燃
料集合体10から燃料棒18のうち選択されたも
のを取出すための手段を備えている。より詳細に
は、燃料集合体10は、第2,3図に示すよう
に、1対の接近プラグ(プラグ手段)を有し、
各々の接近プラグは、保持部分54とプラグ部分
56とを有し、上部ノズル22の下部アダプタ板
30内に閉じ込められ、燃料棒18のうち予め選
択されたものの上方に特定的に配置されている
(第3図)。
According to the invention, the fuel assembly 10 remains within the core region of a nuclear reactor (not shown) without disassembling the fuel assembly 10 (e.g. by removing the upper nozzle 22 from the fuel assembly 10). means for removing selected ones of the fuel rods 18 from the fuel assembly 10. More specifically, as shown in FIGS. 2 and 3, the fuel assembly 10 has a pair of approach plugs (plug means),
Each access plug has a retaining portion 54 and a plug portion 56 and is confined within the lower adapter plate 30 of the upper nozzle 22 and is specifically positioned above a preselected one of the fuel rods 18. (Figure 3).

各接近プラグの保持部分54は、第3,4図に
最も良く示すように、隅角部が凹面状の、大体十
字形の形状を有し、結合部分38の間にある。保
持部分54は、その側面を隣接した結合部分38
に例えば溶接により適当に固定することにより、
結合部分38の間に固定されている。アダプタ板
30内に保持部分54を位置させるために、結合
部分38の所定の区画又は部分を切断して取除
き、隣接した結合部分38の間に保持部分54を
適切に位置させるための物理的な空間及び〓間を
形成する。好適な実施例において、保持部分54
は、4本の燃料棒18に接近してこれらを除去す
るに足りる直径の貫通軸孔(貫通孔)58を備え
ている。軸孔58は、雌ねじを備えていることが
好ましい。
The retaining portion 54 of each access plug has a generally cruciform shape with concave corners and lies between the coupling portions 38, as best shown in FIGS. The retaining portion 54 connects its side to the adjacent connecting portion 38.
By properly fixing it, for example by welding,
It is fixed between the connecting parts 38. To position the retaining portions 54 within the adapter plate 30, predetermined sections or portions of the coupling portions 38 may be cut and removed, and a physical It forms a space and space. In a preferred embodiment, the retaining portion 54
is provided with a through shaft hole (through hole) 58 having a diameter sufficient to approach and remove the four fuel rods 18. Preferably, the shaft hole 58 has a female thread.

各接近プラグのプラグ部分56(第5図に最も
良く示す)は軸孔58内に嵌合する円筒体の形状
であり、軸孔58の壁にある雌ねじと係合するよ
うに雄ねじ60を好ましくは備えている。4個の
パイ形の通路62は、それを通る冷却材の上向き
の流れを許容するように、プラグ部分56を軸方
向に貫いて延びているが、通路62の断面寸法
は、燃料棒が該通路を経て延長し通過することを
阻止する大きさである。
The plug portion 56 (best shown in FIG. 5) of each access plug is in the form of a cylindrical body that fits within the axial bore 58 and preferably has external threads 60 for engagement with internal threads in the wall of the axial bore 58. is prepared. Four pie-shaped passages 62 extend axially through the plug portion 56 to permit upward flow of coolant therethrough, the cross-sectional dimensions of the passages 62 being such that the fuel rods It is sized to prevent it from extending and passing through the passageway.

プラグ部分56が保持部分54の軸孔58内に
ねじ止めされて固定され、燃料集合体10の作動
中に振動その他によつてゆるまないように確保す
るため、立上り状の舌片64と凹み66との形の
ロツク手段が設けられている。舌片64は、プラ
グ部分56の上面に形成してあり、保持部分54
の上面に形成した対応する凹み66上に曲げら
れ、その内部に係合してロツクするようになつて
いる。凹み66は軸孔58から径方向外方に延長
している。
In order to ensure that the plug part 56 is screwed and fixed in the shaft hole 58 of the retaining part 54 and does not loosen due to vibration or otherwise during operation of the fuel assembly 10, a raised tongue 64 and a recess 66 are provided. A locking means in the form of is provided. A tongue piece 64 is formed on the upper surface of the plug portion 56 and the retaining portion 54
It is bent over a corresponding recess 66 formed in the upper surface of the holder and is adapted to engage and lock therein. Recess 66 extends radially outward from shaft hole 58 .

第2図に最も良く示すように、大きな冷却材の
流通開口46は、上部の押さえ板32に、一方の
流通開口46は接近プラグの一方のものの上方に
あり、他方の流通開口46は接近プラグの他方の
ものの上方にあるように形成されている。このよ
うな位置関係又は整列であるため、プラグ部分5
6のねじ止めを外して保持部分54から取外した
時に、下方にある4本の燃料棒18の上端を掴
み、保持部分54の軸孔58及び冷却材の流通開
口46を経て燃料集合体10から垂直上方に燃料
棒をもち上げることができる。このような燃料棒
の取出し及び同様な方法でのその後の交換は、勿
論、燃料集合体を炉心領域に置いたまゝ、上部ノ
ズルを取外すことなく行なうことができる。
As best shown in FIG. 2, large coolant flow openings 46 are located in the upper hold-down plate 32, one flow opening 46 is located above one of the access plugs, and the other flow opening 46 is located above one of the access plugs. is formed so that it is above the other one. Because of this positional relationship or alignment, the plug portion 5
6 and remove it from the holding part 54, grasp the upper ends of the four lower fuel rods 18 and remove them from the fuel assembly 10 through the shaft holes 58 of the holding part 54 and the coolant flow openings 46. Fuel rods can be lifted vertically upwards. Such fuel rod removal and subsequent replacement in a similar manner can, of course, be carried out while the fuel assembly remains in the core region and without removing the upper nozzle.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は、本発明を実施した燃料集合体の、一
部は断面で、また一部は切欠いて示した立面図、
第2図は、2個の接近プラグを上部ノズルのアダ
プタ板に取付けて示した、第1図の燃料集合体の
拡大平面図、第3図は、一方の接近プラグを所定
位置とし、他方の接近プラグは取外し、4本の個
別の燃料棒を取外しのために露出した状態におい
て示した、第1図の3−3線断面図、第4図は、
上部ノズルから取外したプラグ保持部分の拡大斜
視図、第5図は、上部ノズルから取出した後の取
外し自在なプラグ部分の斜視図である。 10……燃料集合体、12……下部ノズル、1
4……制御棒案内シンブル、16……格子、18
……燃料棒、22……上部ノズル、30……アダ
プタ板、38……結合部分、46……流通開口、
54……保持部分(プラグ手段)、56……プラ
グ部分(プラグ手段)、58……軸孔(貫通孔)。
FIG. 1 is an elevational view, partially in cross section and partially cut away, of a fuel assembly in which the present invention is implemented;
FIG. 2 is an enlarged plan view of the fuel assembly of FIG. 1 showing two access plugs attached to the upper nozzle adapter plate; FIG. 3 shows one access plug in place and the other The access plug is removed and the four individual fuel rods are exposed for removal, with cross-sectional views taken along line 3--3 of FIG. 1 and FIG.
FIG. 5 is an enlarged perspective view of the plug holding portion removed from the upper nozzle. FIG. 5 is a perspective view of the removable plug portion after being removed from the upper nozzle. 10...Fuel assembly, 12...Lower nozzle, 1
4... Control rod guide thimble, 16... Lattice, 18
... fuel rod, 22 ... upper nozzle, 30 ... adapter plate, 38 ... joint part, 46 ... circulation opening,
54... Holding portion (plug means), 56... Plug portion (plug means), 58... Shaft hole (through hole).

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 上部ノズルと、下部ノズルと、前記下部ノズ
ルから上方に延びる少なくとも1個の制御棒案内
シンブルと、該制御棒案内シンブルに沿つて隔置
された複数の横向きの格子と、互いに平行に隔置
された関係で該格子によつて支持され、前記下部
ノズル及び前記上部ノズルの間に軸方向に拘束さ
れている、長い複数の燃料棒の組織化された列と
を有し、前記上部ノズルは、前記燃料棒の上端よ
り上方のレベルで前記制御棒案内シンブルの上端
部に支持されて横向きに延びるアダプタ板を備
え、該アダプタ板は、複数の冷却材流通開口を画
定するよう交差状に互いに入り組むと共に、前記
組織化された列の燃料棒の大多数に関して重なり
合う関係で配設された複数の結合部分の一体構造
物と、前記アダプタ板の領域内において同アダプ
タ板に組み込まれて、前記組織化された列の燃料
棒の残りのものの上方に配設された少なくとも1
つのプラグ手段とを備え、該プラグ手段は、前記
結合部分のうち相互に隣接するものの間に配置さ
れて該隣接するものに取着されると共に、前記プ
ラグ手段の直下にある少なくとも1つの燃料棒に
接近して同燃料棒の取り外しを可能にするのに十
分な直径の軸方向の貫通孔を有する保持部分と、
前記貫通孔内に装着され取り外し自在に保持され
ると共に、燃料棒の通過を防止する横断面寸法を
有して軸方向に貫通状態で延びる少なくとも1つ
の冷却材通路を有するプラグ部分とからなる、原
子炉用燃料集合体。
1 an upper nozzle, a lower nozzle, at least one control rod guide thimble extending upwardly from the lower nozzle, a plurality of transverse grids spaced apart along the control rod guide thimble, and spaced parallel to each other; an organized row of elongated fuel rods supported by the lattice in a symmetrical relationship and axially constrained between the lower nozzle and the upper nozzle, the upper nozzle being , a laterally extending adapter plate supported on the upper end of the control rod guide thimble at a level above the upper end of the fuel rods, the adapter plates intersecting each other to define a plurality of coolant flow openings. a monolithic construction of a plurality of coupling parts interlaced and arranged in overlapping relationship with respect to a majority of the fuel rods of said organized row; at least one fuel rod disposed above the remainder of the organized row of fuel rods;
said plug means being disposed between and attached to mutually adjacent ones of said coupling parts, and said plug means being disposed between and attached to said adjacent ones, said plug means said at least one fuel rod immediately below said plug means. a retaining portion having an axial through-hole of sufficient diameter to permit access to and removal of the fuel rod;
a plug portion mounted and removably retained within the through-hole and having at least one coolant passage extending axially therethrough and having a cross-sectional dimension to prevent passage of fuel rods; Fuel assembly for nuclear reactor.
JP59223125A 1983-10-25 1984-10-25 Fuel aggregate for nuclear reactor Granted JPS60111989A (en)

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US545419 1983-10-25

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JPS60111989A JPS60111989A (en) 1985-06-18
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